Inkohlung
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Als Inkohlung wird der natürliche Prozess der Entstehung von Kohle bezeichnet. Bis heute ist es nicht gelungen, diesen Prozess restlos zu verstehen.
Die Inkohlung führt in Zeiträumen von Jahrmillionen von frischem Pflanzenmaterial zu Huminsäuren und Torf, dann über Braunkohle und Steinkohle zum Anthrazit, in einzelnen Fällen sogar zum Graphit. Der Anteil an Wasser und flüchtigen Bestandteilen nimmt dabei laufend ab, so dass der relative Anteil an Kohlenstoff zunimmt, der im Graphit nahezu 100 % beträgt.
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[Bearbeiten] Phasen der Inkohlung
Die Inkohlung findet in zwei Phasen statt. Direkt nach dem Absterben der Pflanze setzt die biochemische Phase ein, die Vertorfung, in der Pilze und Bakterien Zellulose und Lignin in Huminstoffe umwandeln. Durch zunehmenden Einfluss der Erdwärme beginnt danach die geochemische Phase der Inkohlung, die hauptsächlich durch die Temperatur- und Druckverhältnisse beeinflusst wird.
[Bearbeiten] Biochemische Phase
Nach Absterben der Pflanzenteile beginnt die Umkehrung der Prozesse, die zu Lebzeiten in der Pflanze stattfanden. Mikroorganismen bauen zuerst Kohlenhydrate und Proteine, schließlich auch Zellulose und Lignin ab. Insbesondere durch die komplexe und teilweise unbekannte chemische Struktur der Lignine und Huminstoffe, die an diesen Prozessen beteiligt sind, ist eine genaue chemische Darstellung der Prozesse nicht bekannt. Während dieser ersten Phase nimmt der Kohlenstoffgehalt rasch von ca. 40 % auf über 60 % zu. Durch das kontinuierliche Ablagern neuer Pflanzenteile wird der Torf zusammengepresst und entwässert. Mit zunehmender Tiefe (ca. 15 m) verschlechtern sich die Lebensbedingungen für Mikroorganismen und die weitere Inkohlung wird abiotisch fortgesetzt.
[Bearbeiten] Geochemische Phase
In der zweiten Phase nimmt der Wassergehalt weiter ab: Von 75 % am Übergang Torf/Braunkohle bis auf 10 % an der Grenze Braunkohle/Steinkohle. Der Kohlenstoffanteil nimmt durch Abgabe von Wasser, Kohlenstoffdioxid und Methan weiter zu. Während in junger Braunkohle noch Zellulose und Lignin zu finden ist, verschwindet mit weiterem Fortschreiten des Prozesses zuerst die Zellulose und am Übergang zur Steinkohle auch das Lignin. Im Steinkohlestadium ist die Abspaltung von Methan bestimmend, es werden aber auch zunehmend komplexere Kohlenwasserstoffe abgespalten, also Hydroxyl-, Carboxyl-, Methoxyl- und Carbonylgruppen.
[Bearbeiten] Sichtbare petrographische Veränderungen
| Torf | locker, bröckelig, viele eingelagerte Pflanzenreste |
| Weichbraunkohle | dichter und fester als Torf, häufig eingeregelte Pflanzenteile, was zu einer Schichtung führt, hell- bis dunkelbraune Farbe. |
| Mattbraunkohle | fest, kaum sichtbare Pflanzenteile, dunkelbraun bis schwarze Farbe. |
| Glanzbraunkohle | festes Gefüge mit muscheligem Bruch und Pechglanz an Bruchkanten, schwarze Farbe, jedoch brauner Strich. |
| Steinkohlen | festes Gefüge. Wechsel von matten und glänzenden Lagen, keine Pflanzenstrukturen zu erkennen. Schwarze Farbe und schwarzer Strich. |
